(Phys.org) -- I ricercatori dell'UCLA hanno sviluppato una nuova cella solare trasparente che è un progresso per dare alle finestre delle case e di altri edifici la capacità di generare elettricità pur consentendo alle persone di vedere fuori. Il loro studio appare sulla rivista ACS Nano .

Il team dell'UCLA descrive un nuovo tipo di cella solare polimerica (PSC) che produce energia assorbendo principalmente luce infrarossa, luce non visibile, rendendo le cellule quasi il 70% trasparenti all'occhio umano. Hanno realizzato il dispositivo con una plastica fotoattiva che converte la luce infrarossa in corrente elettrica.

"Questi risultati aprono il potenziale per celle solari polimeriche visibilmente trasparenti come componenti aggiuntivi dell'elettronica portatile, finestre intelligenti e fotovoltaico integrato nell'edificio e in altre applicazioni, " ha detto il leader dello studio Yang Yang, un professore UCLA di scienza e ingegneria dei materiali, che è anche direttore del Nano Renewable Energy Center presso il California NanoSystems Institute (CNSI).

Yang ha aggiunto che c'è stato un intenso interesse in tutto il mondo per le cosiddette celle solari polimeriche. "I nostri nuovi PSC sono realizzati con materiali simili alla plastica e sono leggeri e flessibili, " ha detto. "Ancora più importante, possono essere prodotti in grandi volumi a basso costo."

Le celle solari polimeriche hanno attirato grande attenzione grazie ai loro vantaggi rispetto alle tecnologie delle celle solari concorrenti. Gli scienziati hanno anche studiato a fondo le PSC per il loro potenziale nel fare progressi unici per applicazioni più ampie. Molte di queste applicazioni sarebbero abilitate da dispositivi fotovoltaici (FV) visibilmente trasparenti ad alte prestazioni, tra cui fotovoltaico integrato nell'edificio e caricabatterie PV integrati per l'elettronica portatile.

In precedenza, sono stati fatti molti tentativi per dimostrare PSC visibilmente trasparenti o semitrasparenti. Però, queste dimostrazioni spesso si traducono in una bassa trasparenza della luce visibile e/o una bassa efficienza del dispositivo perché i materiali fotovoltaici polimerici adatti e gli efficienti conduttori trasparenti non sono stati ben impiegati nella progettazione e fabbricazione del dispositivo.

Un team di ricercatori dell'UCLA del California NanoSystems Institute, l'UCLA Henry Samueli School of Engineering and Applied Science e il Dipartimento di Chimica e Biochimica dell'UCLA hanno dimostrato alte prestazioni, elaborato in soluzione, celle solari polimeriche visibilmente trasparenti attraverso l'incorporazione di polimeri fotosensibili nel vicino infrarosso e l'utilizzo di pellicole composite di nanofili d'argento come elettrodo trasparente superiore. Il polimero fotoattivo nel vicino infrarosso assorbe più luce nel vicino infrarosso ma è meno sensibile alla luce visibile, bilanciando le prestazioni delle celle solari e la trasparenza nella regione della lunghezza d'onda visibile.

Un'altra innovazione è il conduttore trasparente costituito da una miscela di nanofili d'argento e nanoparticelle di biossido di titanio, che è stato in grado di sostituire l'elettrodo metallico opaco utilizzato in passato. Questo elettrodo composito consente inoltre di fabbricare le celle solari in modo economico mediante l'elaborazione in soluzione. Con questa combinazione, È stata raggiunta un'efficienza di conversione dell'energia del 4% per celle solari polimeriche trattate in soluzione e visibilmente trasparenti.

"Siamo entusiasti di questa nuova invenzione sulle celle solari trasparenti, che ha applicato i nostri recenti progressi nelle finestre conduttive trasparenti (pubblicate anche in ACS Nano ) per fabbricare questi dispositivi, " ha detto Paul S. Weiss, Direttore del CNSI e Fred Kavli Chair in NanoSystems Sciences.